机械工程学院机械设计课程设计说明书设计题目： ___________ 单机蜗轮蜗杆减速器课程设计_____________________ 专业：机械设计制造及其自动化_________________________ 班级：13 机制_____________________________________姓名： _________ 学号________________指导教师：王利华张丹丹__________________________________________________2016年7 月3 日目录1. .................................................................. 设计题目 12. .................................................................. 原始数据 13. .................................................................. 工作条件 14. 传动系统方案的拟订1.选择电机 (2)1.1电动机的功率 (2)1.2 电动机转速的选择 (2)1.4传动比的分配 ....................... 3 2.计算传动装置的运动和动力参数 (3)2.1各轴转速 ......................... 3 2.2各轴的输入功率 ....................... 3 2.3各轴的转矩 . ........................................ 3 3.蜗轮蜗杆的设计计算 . . (4)3.1选择蜗杆传动类型 ..................... 4 3.2 选择材料 . (4)3.3按齿面接触疲劳强度进行设计 ................ 4 3.4确定许用接触应力 ..................... 5 3.5计算口尙值 .......................... 5 3 .7校核齿根弯曲疲劳强度 .................. 6 3.8验算效率 (7)3.9精度等级工查核表面粗糙度的确定 (7)一、设计任务 . ...............................错误! 未定义书签。
设计计算1.3 电动机型号的选择 (2)3.10蜗杆传动的热平衡计算 (7)4.轴的设计计算 (8)4.1蜗轮轴的设计计算 (8)4.2蜗杆轴的设计计算 (11)5. .................................................................... 轴承的计算155.1计算输入轴轴承 (15)5.2计算输出轴轴承 (16)6.键连接的选择的计算. (17)6.1蜗杆轴键的计算 (17)6.2蜗轮轴上键的选择 (17)7.联轴器的校核 (18)7.1蜗杆轴联轴器的校核 (18)7.2蜗轮轴联轴器的校核 (18)8.减速器箱体结构设计. (18)8.1箱体结构形式和材料 (18)8.2箱体主要结构尺寸 (18)8.3减速器的附件 (20)9.润滑和密闭说明 (21)9.1润滑说明 (21)9.2密封说明 (22)三、设计心得. (23)参考文献 (23)m=8 蜗杆 蜗轮 B=64mmv s =3.03m/s蜗轮轴 蜗杆轴蜗杆轴采用30305型 圆锥滚子轴承蜗轮轴采用30313型 圆锥滚子轴承C r =152KNC or =188KN联轴器与轴的周向定 位采用双圆头平键连接 联轴器与轴的周向定、设计任务1.设计题目设计用于带式输送机传动装置的单级蜗杆减速器 2.原始数据输送带工作拉力F=2400N 输送带速度V=0.8m/s ；卷 筒直径D=300mm 3.工作条件班制，连续单向运转，载荷较平稳；使用期限 10 年，小批量生产；允许输送带速度误差为土 5%;生产条 件是中等规模机械厂，可加工7〜8级精度的蜗杆及蜗 轮，动力来源是三相交流电(220V/380V )。
K =1 K A =1.15 K V =1 K =1.15zi =2 z 2 =29H '=268MP aN 1.46044 108 K HN = 0.72H=191.69 MP a4.传动系统方案的拟订轴器一一减速器一一联轴器一一带式运输机。
优点是 C r =46.8KN设计单级蜗杆减速器，传动路线为：电机一一联位采用双圆头平键连 接蜗轮轴上蜗轮与轴的 周向定位采用双圆头平键连接电动机与蜗杆轴之间 的联轴器型号为LX1 蜗轮轴与卷筒轴之间的 联轴器型号为LX4 蜗50.93rmin323480 2 3m d 11.15 398497 10( --------------- ) mm 29 191.69因乙=2,从参考文献【1】表11-2中取模数m=8蜗 杆分度圆直径d 180mm ，分度圆导程角⑥蜗杆与蜗轮主要几何参数确定弹性影响系数Z E1因用铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故 Z E =160MP a 2 确定蜗杆齿数z 1和蜗轮齿数z 2由参考文献【1】表11-1，初选蜗杆头数为Z i =2 蜗轮齿数为z 2 = i * z 1 28 ,由于z 1与z 2之间尽量要互为质数，取Z 229 o3.4确定许用接触应力根据蜗轮材料为铸锡磷青铜 ZCuS n10P1金属模 铸造，蜗杆螺旋齿面硬度＞45HRC 可从参考文献【1】 中表11-7查得蜗轮的基本许用应力 H '=268MP a应力循环次数假设减速器每天工作16小时，每年按300工作日计， 则寿命为十年时 LJ 300*16*10 48000h应力循环次数 N=60j n 2 L h =60X 1 X 50.71 X 48000 1.46044 108 寿命系数107K = 8 K HN\ 1.46 1080.72H=K HNH=0.72* 268 MP a =191.69 MP a3.5计算 m 2d 1 值 3416.73mm11 18'36''由1、昉d i d2 80 8* 29中心距a mm 156mm2 2蜗杆轴向齿距P a m 3.14* 8 25.13mm直径系数q乞聖10m 8齿顶圆直径d a1 d1 2h a m 80 2 1 8 86mm 齿根圆直径d f1d1 h f1d12m(h；c*) 60mm蜗杆齿宽b| 11 0.1z2 m 11 0.1 29 8 25 136.5mm取b1 136.5mm导程角11 18'36''1蜗杆轴向齿厚s a—m 0.5 8mm 12.57mm2蜗轮蜗轮齿数z2 29分度圆直径d2=m Z2=8 29 232mm蜗轮喉圆直径d a2 d2 2 h a 2 232 2 1 8mm 248mm齿根圆直径蜗轮咽喉母圆半径1 1r g2 a —d a2 156 - 248mm 32mmg2 2蜗轮宽度 B 0.75d a1 0.75 86mm 64.5mm 取B=64mm3.7校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数Z v2 Z；293 30.76cos (cos11.31 )Y Fa2 2.43 因为 11 18'36'' 11.31螺旋角系数Y =1-一 =1-11.300 =0.9192 1400 1400 许用弯曲应力[f ] [ J K FN从手册中查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力 F '=56MP a寿命系数K HN0.72 F =0.72 X 56MP a =40.32 MP a3F 1.53 1.15 398.497 10 2.43 0.9192MPa 10.5048MPa80 232 8 故弯曲强度是满足的。
3.8验算效率已知 11 18'36'' , v arctan 化;f v 与相对滑动速度v s 有关v s = ------------- ------------ =3.03m/s s 60 1000 cos11.310由参考文献【1】表11-18可得f v =0.027 ,v 1.15 代入式中可得(0.83~0.84)，大于原估计值，因此不用重算。
3.9精度等级工杳核表面粗糙度的确定考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用 机械减速器，从GB/T10089-1988圆柱蜗杆，蜗轮精度 选择8级精度，侧隙种类为f ,标注为8f GB/T10089-198&然后由有关手册查得要求的公差项 目及表面粗糙度，此处从略。
详细情况见零件图。
3.10蜗杆传动的热平衡计算蜗杆传动的热平衡校核公式：输出的最小轴径显然是安装联轴器处的直径d1，为了4段：查参考文献【2】表12-3知该型轴承的定位轴肩咼度为h 5mm，则d4 d3 2h 65mm，该段与蜗轮接合，蜗轮轮毂L4 「5d4 1.5 6597.5mm,为了使套筒能可靠地压紧齿轮，此轴端应略短于轮毂宽度，故取L4 95mm。
5段：轴肩高度为h(2~3)R，由轴d4 65mm得R 2mm 故取h 6mm 则d577mm L512mm。
6 段.d6d355mm L636 12 48mm。
轴的圆角半径R 2mm，轴端倒角为C2。
先确定轴的支点位置，查参考文献【2】表12-3得，对于30311型轴承，a 25mm，则轴的支承跨度为J 13 84mm82.5mm 166.5m m根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图，如图3所示图3从轴的结构图和弯矩图中可以看出涡轮中心截面C为轴的危险面。
现计算截面C处的各数值对水平面H对垂直面V总弯矩M1J142983.598293282" 170721.523N mm扭矩为T T2 398.497 N m进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度经判断轴所受扭转切应力为脉动循环应力,取0.6,轴的计算应力为寸M「( T3)2v'170721.5232(0.6 398497)2 . _ ca ------------------------- ---------- 1— ---------------------------------------------- 3 ------------------------------ MPa W 0.1 776.44MPa以选疋轴的材料为45钢，调质处理。
由参考文献【1]表15-1查得［ j=60MPa，因此ca,,故安全。